Эксплуатационные свойства

Эксплуатационные свойства характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.

1. Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

2. Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных сред.

3. Жаростойкость – это способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.

4. Жаропрочность – это способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах.

5. Хладостойкость – способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах.

6. Антифрикционность – способность материала прирабатываться к другому материалу.

7. Герметичность – способность изделия (корпуса), отдельных её элементов и соединений препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделёнными этой оболочкой

Эти свойства определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы изделий.

При выборе материала для создания конструкции необходимо полностью учитывать механические, технологические и эксплуатационные свойства.

Эти свойства оп­ределяют в зависимости от условий работы ма­шины специальными испытаниями. Одним из важнейших эксплуатационных свойств является износостойкость.

Износостойкость — свойство материала оказывать сопротивление износу, т. е. постепен­ному изменению размеров и формы тела вслед­ствие разрушения поверхностного слоя изделия при трении. Испытание металлов на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а деталей — в условиях реальной эксплуатации. При испытаниях образцов моделируются условия трения, близкие к реальным. Величину износа об­разцов или деталей определяют различными спо­собами: измерением размеров, взвешиванием об­разцов и другими методами.

На герметичность  или плотность испытывают емкости для хранения жидкостей, сосуды и трубопроводы, работающие при избыточном давлении, путем гидравли­ческого и пневматического нагружений, с помощью течеискателей и керо­сином.

При гидравлическом испытании емкости наполняют водой, а в сосу­дах и трубопроводах создают избыточное давление жидкости, превышаю­щее в 1,5-2 раза рабочее давление. В таком состоянии изделие выдержива­ют в течение 5-10 мин. Изделие осматривают в целях обнаружения течи, ка­пель и отпотеваний. При пневматическом испытании в сосуды нагнетают сжатый воздух под давлением, которое на 0,01-0,02 МПа превышает атмо­сферное. Соединение смачивают мыльным раствором или опускают в воду. Наличие неплотности в изделии определяют по мыльным или воздушным пу­зырькам.

При испытании с помощью течеискателей внутри сосуда создают ва­куум, а снаружи изделие обдувают смесью воздуха с гелием. При наличии неплотностей гелий проникает в сосуд, откуда отсасывается в течеискатель со специальной аппаратурой для его обнаружения.

При испытании керосином изделие с одной стороны смазывают керосином, а с другой - мелом. При наличии неплотности на поверхности изделия, окрашенного мелом, появляются темные пятна керосина. Благодаря высокой проникающей способности керосина, можно обнаружить поры диаметром в несколько микрометров.

 

5. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ

 

В зависимости от физических явлений, положенных в основу неразрушающего контроля подразделяет его на виды (ГОСТ 18353-79 "Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов"):

- оптический;

- радиационный;

- акустический;

- магнитный;

- вихретоковый;

- электрический;

- радиоволновой;

- тепловой;

- проникающими веществами.

Вид контроля – это условная группировка методов неразрушающего контроля, объединенная общностью физических принципов, на которых они основаны. Методы каждого вида неразрушающего контроля классифицируются по определенным признакам:

- характеру взаимодействия физических полей с объектом;

- первичным информативным параметрам;

- способам получения первичной информации.

 

5.1. Визуально-оптический контроль (ВОК)

Задачи ВОК

Глаз человека исторически являлся основным контрольным прибором в дефектоскопии (РД 03-606-03. ИНСТРУКЦИЯ ПО ВИЗУАЛЬНОМУ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ КОНТРОЛЮ). Глазом контролируют исходные материалы, полуфабрикаты, готовую продукцию, обнаруживают отклонения формы и размеров, изъяны поверхности и другие дефекты в процессе производства и эксплуатации: остаточную деформацию, пористость поверхности, крупные трещины, подрезы, риски, надиры, следы наклёпа, раковины и т.д.

Однако возможности глаза ограничены, например, при осмотре быстро перемещающихся объектов или удалённых объектов, находящихся в условиях малой освещённости. Даже при осмотре предметов, находящихся в покое на расстоянии наилучшего зрения в условиях нормальной освещённости, человек может испытывать трудности из-за ограниченной разрешающей способности и контрастной чувствительности зрения.

Для расширения возможностей глаза используют оптические приборы. Они увеличивают угловой размер объекта, при этом острота зрения и разрешающая способность глаза увеличиваются примерно во столько же раз, во сколько увеличивает оптический прибор (ГОСТ 23479-79 Контроль неразрушающий. Методы оптического вида.). Это позволяет увидеть мелкие дефекты, невидимые невооружённым взглядом, или их детали. Однако при этом существенно сокращается поле зрения и глубина резкости, поэтому обычно используются оптические приборы с увеличением не более 20-30Х.

Оптические приборы эндоскопы позволяют осматривать детали и поверхности элементов конструкции, скрытые близлежащими деталями и недоступные прямому наблюдению (Рис.5.1.).

Рис.5.1. Внешний вид эндоскопа

 

Визуальный контроль с использованием оптических приборов называют визуально-оптическим.

Визуально-оптический контроль и визуальный осмотр – наиболее доступный и простой метод обнаружения поверхностных дефектов деталей.

Основные преимущества этого метода – простота контроля, несложное оборудование, сравнительно малая трудоёмкость.

К недостаткам следует отнести низкую достоверность и чувствительность, поэтому такой метод контроля применяют в следующих случаях: для поиска поверхностных дефектов (трещин, пор, открытых раковин и т.п.) при визуально-оптическом контроле деталей, доступных для непосредственного осмотра, а также более мелких трещин при цветном, капиллярном, люминесцентном, магнитопорошковом и рентгенографическом контроле; для обнаружения крупных трещин, мест разрушения конструкций, течей, загрязнений, посторонних предметов внутри закрытых конструкций; для анализа характера и определения типа поверхностных дефектов, обнаруженных при контроле каким-либо другим методом дефектоскопии (акустическим, токовихревым, и т.д.).

Следует помнить, что дефекты даже относительно больших размеров, невидимые невооружённым глазом из-за малого контраста с фоном, при использовании оптических приборов, как правило, не обнаруживаются.

Современные методы оптического контроля основаны на взаимодействии светового излучения с поверхностью контролируемого объекта. При этом рассматриваются такие спектральные характеристики, как:

– коэффициент спектрального излучения и поглощения;

Спектральный коэффициент поглощения α(λ) является отношением потока излучения, поглощенного внутри оптически прозрачной среды, к падающему потоку излучения.

– спектральный коэффициент пропускания;

Спектральный коэффициент пропускания τ(λ) представляет собой отношение потока излучения, прошедшего через среду, к потоку энергии, упавшему на ее поверхность.

– отражения;

Спектральный коэффициент отражения ρ(λ) определяют для составляющих светового потока с параллельными и перпендикулярными колебаниями по отношению к плоскости падения

 и показатель преломления.

Показатель преломления является отношением скорости распространения монохроматического электромагнитного излучения в вакууме к зависимой от длины волны скорости распространения его в какой-либо среде.

Спектральный коэффициент отражения, спектральный коэффициент пропускания и спектральный коэффициент поглощения связаны соотношением:

ρ(λ) + α(λ) + τ(λ) = 1                                         (5.1)